老旧住宅整修方案优选研究.pdf

舰 船 电 子 工 程2023 年第 10 期1引言近年来，随着人们生活水平越来越高，住房作为一项重要的生活基础设施逐步引起广大居民的关注，加之政府对住宅安全、绿色节能、文明城市等观念愈发重视，老旧住宅整修成为一项重要内容。由于老旧住宅条件普遍较差，需整修的内容很多，而实际往往受投资限制无法做到面面俱到，管理者常常根据上级意图或个人喜好确定整修内容，具有很强的主观随意性，一般难以达成预期目标。因收稿日期：2023年4月11日，修回日期：2023年5月23日作者简介：王风洋，男，硕士研究生，研究方向：工程管理。谢力，男，博士，副教授，研究方向：系统工程。陈唯冰，男，硕士研究生，研究方向：工程管理。老旧住宅整修方案优选研究王风洋1，2谢力1陈唯冰1，3（1.海军工程大学管理工程与装备经济系武汉430033）（2.中国人民解放军32675部队淄博255000）（3.中国人民解放军91954部队永州425000）摘要目前我国老旧住宅存量较大，矛盾问题较为突出，对老旧住宅整修有利于改善居住环境、提升城市魅力，同时能够避免新建、翻建施工周期长的缺点。为确定整修内容、择优挑选整修方案，构建了老旧住宅整修功能评价指标体系，并采用层次分析法对不同整修内容的权重进行计算，针对传统的层次分析法无法处理多项功能属性的交叉指标权重的确定问题，提出采用乘积指数加权法对层次分析法进行改进用以确定方案层交叉指标的功能，在此基础上，基于价值工程理论综合考虑老旧住宅整修的投入产出关系，提出了一种老旧住宅整修方案优选方法。最后通过实例分析表明，此方法具有适用性和有效性，可为老旧住宅整修方案比选提供参考。关键词价值工程；老旧住宅；整修；方案优选中图分类号F287.8DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2023.10.035Research on Optimization of Renovation Scheme of Old ResidenceWANG Fengyang1，2XIE Li1CHEN Weibing1，3（1.Department of Management Engineering and Equipment Economics，Naval University of Engineering，Wuhan430033）（2.No.32675 Troops of PLA，Zibo255000）（3.No.91954 Troops of PLA，Yongzhou425000）AbstractAt present，China has a large stock of old residences and the contradictory problems are more prominent.The renovation of old residences is conducive to improving the living environment and enhancing the charm of the city，and at the same time，it can avoid the disadvantages of long construction period of new construction and rebuilding.In order to determine the renovationcontent and select the best renovation plan，the functional evaluation index system of old residential renovation is constructed andthe weights of different renovation contents are calculated by using hierarchical analysis method.To address the problem of determining the weights of cross-indicators of multiple functional attributes that cannot be handled by the traditional hierarchical analysismethod，the product index weighting method is proposed to improve the hierarchical analysis method for determining the functionsof cross-indicators at the scheme layer.On this basis，a method is proposed for the optimization of the renovation plan of old housesbased on the value engineering theory，considering the input-output relationship of the renovation of old houses.Finally，the example analysis shows that this method is applicable and effective，and can provide reference for the selection of old residential renovation schemes.Key Wordsproduct index weighting method，old house，renovation，scheme preferenceClass NumberF287.8总第 352 期2023 年第 10 期舰 船 电 子 工 程Ship Electronic EngineeringVol.43 No.10167总第352期此，如何采用科学的方法合理选择整修内容、确定整修方案，成为老旧住宅整修管理者迫切需要解决的问题之一。针对老旧住宅整修面临的问题，文献 1 基于居民诉求利用层次分析法创建了北京老旧小区更新内容优先次序排序体系；文献 2 从空间布局、围护结构等方面对东北严寒地区住宅提出了改进策略；文献 3 利用AHM模糊综合评价法对老旧小区整修后的经济、社会等效益进行了综合评价；文献4 通过建立 SEM模型分析了老旧小区改造内容的优先级；文献 5 通过建立HEREVEA模型评估了不同改造方案的经济环境可行性。还有学者从节能6、适老7、宜居8等方面进行了富有成效的研究。这些研究对老旧住宅整修方案优选具有一定的指导意义，但也存在一些不足：一是所建模型专业性较强、计算复杂，不利于管理者实际操作；二是虽然针对整修功能进行了一系列评估，但是未有效结合施工成本综合考虑其投入产出关系；三是对某一项整修内容仅考虑了其中唯一的功能属性，而实际情况下一项整修内容可能具有多种功能属性。为此，本文拟在分析老旧住宅现状的基础上，构建老旧住宅整修功能评价指标体系，并针对一项整修内容具有多种功能属性的情况，运用层次分析法和改进的乘积指数加权法综合评估指标功能，最后基于价值工程理论，综合考虑投入产出关系，提出一种老旧住宅整修方案优选方法，力争提高单位投资可实现的整修功能，为老旧住宅整修方案优选提供参考。2老旧住宅现状我国老旧住宅大多建于二十世纪八九十年代，普遍存在如下问题：结构形式以砖混结构为主，抗震性能较差；消防系统设计不合理甚至缺少消防设施，无法在火灾发生初期实施有效的扑救；电气线路老化严重，负荷能力弱，无法满足大功率电气设备使用要求；外立面样式陈旧，与周边新式建筑外观不协调；无外墙保温，冬冷夏热，舒适感差，能耗较大；内墙和顶棚发霉、脱落现象严重，地面以旧式瓷砖或水泥地面为主，易染灰尘且不美观；屋面防水老化破损，阴雨天气室内渗水、漏水，对室内环境造成破坏；外窗隔热、隔声、密闭、保温性能差，易形成冷桥效应；供暖管道及给排水管道大多为铸铁材质，长时间浸水锈损严重，影响使用；缺少通风空调系统，夏季体感温度较高；缺少监控摄像、门禁等安防系统，易发生物品遗失、盗窃事件。3老旧住宅整修功能评价指标体系构建根据整修内容的功能属性和科学性、针对性、易操作性原则，构建三级指标体系对老旧住宅整修功能进行评估。3.1目标层（A）目标层为老旧住宅整修功能。3.2准则层（B）包含四项功能属性，分别为安全性、美观性、节能性、舒适性。安全性（B1）是指住宅抵御安全事故、保护居民生命健康与财产安全的水平。美观性（B2）是指住宅外立面造型、内部装饰、空间布局、色彩搭配等产生的美学效果。节能性（B3）是指住宅降低能源消耗、减少不必要的能源浪费和损耗的性能。舒适性（B4）是指居民居住时的身心舒适感，冬暖夏凉、光照充足、通风良好等可提高舒适性。3.3方案层（D）老旧住宅的主要整修内容构成评价指标体系的方案层，主要包含表1中的14项指标。表1方案层指标方案层指标结构加固消防改造电气改造屋面防水外墙装饰内墙装饰顶棚整修地面整修外墙保温门窗更换通风空调供暖改造给排水改造安防系统含义对承载力不足、结构薄弱等部位或者构件进行维修补强改造设计不合理的消防设施，增设部分消防设施更新老旧电气线路、配电箱、开关、照明灯具等新铺屋面防水卷材、涂刷防水涂料等对外墙重新喷涂涂料、贴饰面砖等对内墙重新喷涂涂料、粘贴壁纸（布）等对顶棚进行吊顶、喷涂室内乳胶漆等新铺地面瓷砖、木地板、台阶大理石等外墙加设保温层，如保温岩棉板等对老旧门窗进行更换，如隔热断桥铝窗、木质门等安装空调系统、新风系统等更新供暖管线、暖气片或安装地暖等采暖设施更换给排水管线、卫浴设施等安装监控摄像、门禁系统等根据目标层、准则层和方案层之间的逻辑关系，建立图1所示的老旧住宅整修功能评价指标体系。王风洋等：老旧住宅整修方案优选研究168舰 船 电 子 工 程2023 年第 10 期4老旧住宅整修功能系数确定4.1指标综合功能评价目前指标权重的确定方法有很多，主要可以分为主观赋权法和客观赋权法。主观赋权法有层次分析法、网络层次分析法、德尔菲法等；客观赋权法有主成分分析法、熵权法、因子分析法等。客观赋权法需依赖足够多的样本数据，且数学模型较为复杂，不便于管理者实际操作；而在主观赋权法中，网络层次分析法和德尔菲法过程相对复杂，会消耗管理者较多的时间；层次分析法能有效发挥定量与定性评估方法的双重优势，将复杂问题所包含的复杂因素和指标进行简化10，便于管理者操作使用，在政府决策、建筑评价、经济分析等多个领域得到了广泛应用，因此在本文指标权重的确定中采用层次分析法。由于传统的层次分析法主要适用于处理互不交叉的方案指标，而在图1的指标体系中存在具有多项功能属性的交叉指标，传统的层次分析法无法直接进行处理。乘积指数加权法11是一种用于处理多属性对象决策的方法，能够有效处理交叉指标评价的问题。通过乘积指数加权法对层次分析法所得指标权重进行优化，即可得到交叉指标综合功能评价值。具体步骤如下：1）计算指标权重。向工程建设和房地产领域专家进行调查问卷，采用9级标度法12得到每层指标的重要性程度，构造判断矩阵，利用层次分析法求得各判断矩阵中下层指标对上层指标的权重向量W。2）计算方案层指标Di的综合功能yi。文献 11提出多属性对象综合属性的乘积指数加权公式如下：yi=jN1xwjijmaxl12，m xwjljjN2（1+1xij）wjmaxl12，m（1+1xlj）wj（1）式中，N1为收益型属性的编号集合，N2为成本型属性的编号集合，wj为第j个功能属性的权重，xij为指标 i对指标 j的功能，m 为要评价的指标数量。式（1）由收益型属性y和成本型属性y 两部分组成，其中：y=jN1xwjijmaxl12，m xwjlj（2）y=jN2（1+1xij）wjmaxl12，m（1+1xlj）wj（3）将式（1）应用于老旧住宅整修功能评价存在一些问题，相关问题及改进对策如下：1）指标体系中评价指标均为效益型指标，成本型属性y 对yi无实际贡献，因此另y=1，表示其对yi无影响。2）方案层指标并非具有准则层的全部功能，即存在方案层指标Di对准则层指标Bj的功能xij为0。一方面，由于0乘任何数均等于0，其参与运算会将方案层指标原本具有的功能属性化为0；另一方面，0 无法作除数。为避免此情况，令xij=enwi，其中e为欧拉数，n为准则层指标数量，wi为方案层指标i对准则层指标j的权重。3）考虑到交叉指标综合功能为多个功能的非线性集成，为体现交叉指标对目标层的权重变化，引入调节系数设计为图1老旧住宅整修功能指标评价体系169总第352期=1awbn（4）式中，z为指标i功能不为0的属性数量，wb为指标i功能不为0的属性权重。则方案层指标Di的综合功能yi的公式如下：yi=j=1n(enwimaxl12menwl)wj（5）4.2功能系数的确定假设有 z个整修方案可供选择，则第 t个整修方案的功能可以表示为ft=（i=1mktiyti）（6）式中，kti为选择系数，取值为0或1，当kti=0时，表示第t个整修方案中不包含指标Di，当kti=1时，表示第t个整修方案中包含指标Di；m为方案层指标数量；yti为第 t 个整修方案中第 i 项整修内容的综合功能。对z个整修方案的功能进行归一化处理，得到第t个整修方案的功能系数Ft：Ft=ftt=1zft（7）5老旧住宅整修成本系数与方案比选5.1成本系数的确定设第t个整修方案的施工成本为ct，则该方案的成本系数：Ct=ctt=1zct（8）5.2方案比选将价值工程理论用于整修方案比选，结合式（7）和式（8），则第t个老旧住宅整修方案价值系数Vt模型为Vt=1m(ktiyti)Ctt=1z1m(ktiyti)（9）根据式（9）得到的方案价值系数，从中优选价值最高的整修方案，最优整修方案的价值系数V*=maxV1，V2，Vz。6实例分析鲁中某部家属区4#住宅楼建于1984年，砖混结构，5层，建筑面积为1225m2，整体状况较差，且经鉴定机构鉴定为C级，必须进行结构加固。为改善楼内居民的住用条件，该部计划对该住宅进行整修改造，施工成本控制在 200 万元至 220 万元之内。根据前期造价咨询机构编制的招标控制价，得到不同整修内容的施工成本（表2）。向专家发放评价指标重要性程度调查问卷，得到各层指标判断矩阵，由层次分析法计算可得各判断矩阵指标权重向量W，进而求得方案层指标Di对准则层指标Bj的功能xij，相关结果见表3、4。表2整修内容施工成本（万元）整修内容Di施工成本D170.3D222.7D318.8D412.6D513.3D610.7D719.2D817.2D915.5D1025.6D1118.4D1223.6D1340.2D1421.4表3各判断矩阵权重向量判断矩阵A-BB1-DB2-DB3-DB4-D指标权重向量（0.4000，0.2000，0.2000，0.2000）（0.4486，0.2347，0.2347，0.2347）（0.1091，0.1033，0.3104，0.1556，0.1918，0.1298）（0.2210，0.0747，0.0906，0.4808，0.1329）（0.2021，0.1234，0.1634，0.4100，0.1011）一致性比例00.00160.02520.03230.0131表4方案层指标Di对准则层指标Bj的功能xij准则层指标B1B2B3B4方案层指标DiD16.0159111D22.5569111D32.5569111D41.3882111D511.547111D611.511611D713.461111D811.863411D912.153711D1011.68072.42062.2443D11111.34821.6382D12111.43681.9224D13116.84285.1552D14111.70171.4984王风洋等：老旧住宅整修方案优选研究170舰 船 电 子 工 程2023 年第 10 期以D10为例，根据式（5）可得，该整修内容的综合功能y10：y10=w2+w3+w44(x101x11)w1(x102x72)w2(x103x133)w3(x104x134)w4=0.1072同理，可得老旧住宅其他整修内容的综合功能，见表5。该部主管拟从三个整修方案中择优选用一种，三个方案的整修内容及利用式（5）式（8）计算所得价值系数见表6。从表5可以看出：表5整修内容综合功能指标Di功能yiD10.1290D20.0916D30.0916D40.0717D50.0382D60.0381D70.0449D80.0397D90.0409D100.1072D110.0695D120.0727D130.1210D140.0715表6整修改造方案价值计算结果方案方案一方案二方案三整修内容D1、D2、D3、D5、D6、D7、D9、D10、D14D1、D3、D4、D9、D10、D12、D13D1、D3、D4、D6、D8、D10、D11、D13ct217.5206.6213.8Ct0.34100.32390.3351ft0.65300.63410.6678Ft0.33400.32440.3416Vt0.97961.00161.01921）在不考虑价值系数的情况下，方案一成本高于方案二、三，功能高于方案二、低于方案三，所以方案一劣于方案三，但与方案二相比优劣未知；方案二成本低于方案三，但功能亦低于三，因此方案二与方案三相比优劣未知。2）引入价值工程理论后，三种整修方案的价值系数V3V2V1，即方案三的单位投资能产生的功能最高，其次是方案二和方案一。因此，建议选择方案三作为整修方案。7结语老旧住宅改造不仅可以改善居民居住质量，消除隐患问题，还能完善老旧住宅功能、创造整洁美观的环境，对构建和谐社区、提升城市形象具有重要作用。在详细了解老旧住宅矛盾问题的基础上，针对性提出了整修内容，并综合考虑其具有的若干功能效果，构建了老旧住宅整修功能评价指标体系，运用层次分析法和改进的乘积指数加权法对评价指标综合功能进行计算，最后基于价值工程理论选出价值最高的整修方案。实例分析表明：该方法搭建的评价指标体系综合考虑了整修内容存在的多项功能属性，使结果更加贴近实际；运用层次分析法构造判断矩阵、求解指标权重方便快捷，改进的乘积指数加权法求解交叉指标功能行之有效；运用价值工程理论将功能和成本联系在一起，可择优选出施工成本较低而整修效益较高的方案。因此，该方法用于老旧住宅整修方案优选较为可行。此外，该方法也可推广应用于办公楼、会场礼堂等其他建筑整修方案优选，具有一定的参考意义。参 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